(57)【要約】【課題】パーティクルの発生を抑制することができる薄膜形成装置の洗浄方法、薄膜形成方法、薄膜形成装置及びプログラムを提供する。【解決手段】反応管２内や各種の治具等に窒化珪素が堆積すると、反応管２内を所定の圧力および温度に設定し、処理ガス導入管１７から所定量のクリーニングガスとしてのＮＦ３、および、Ｈ２を反応管２内に供給するとともに、希釈ガスとしての所定量のＮ２を反応管２内に供給する。供給されたクリーニングガスは反応管２内で加熱され、クリーニングガス中のフッ素ガスが活性化、すなわち、反応性を有するフリーな原子を多数有した状態になって、反応管２から頂部３、排気口４を介して排気管５に供給される。これにより、熱処理装置１の内部に付着した窒化珪素が除去される。【選択図】図１
2010050270.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄膜形成装置の反応室内に処理ガスを供給して被処理体に薄膜を形成した後、装置内部に付着した付着物を除去する薄膜形成装置の洗浄方法であって、
前記反応室内を所定の温度に加熱する加熱工程と、
前記加熱工程により所定の温度に加熱された反応室内に、パーフルオロ化合物ガスと水素を含むガスとを含むクリーニングガスを供給することにより、前記付着物を除去して装置内部を洗浄する洗浄工程と、
を備える、ことを特徴とする薄膜形成装置の洗浄方法。
【請求項２】
前記パーフルオロ化合物ガスがＮＦ３、ＣＦ４、Ｃ２Ｆ６、Ｃ５Ｆ８、または、ＳＦ６であり、前記水素を含むガスがＨ２、Ｈ２Ｏ、または、Ｈ２Ｏ２である、ことを特徴とする請求項１に記載の薄膜形成装置の洗浄方法。
【請求項３】
前記加熱工程では、前記反応室内を３００℃〜５００℃に加熱する、ことを特徴とする請求項１または２に記載の薄膜形成装置の洗浄方法。
【請求項４】
前記洗浄工程では、前記クリーニングガスを希釈ガスで希釈し、該希釈されたクリーニングガスを前記反応室内に供給する、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の薄膜形成装置の洗浄方法。
【請求項５】
前記希釈ガスに不活性ガスを用いる、ことを特徴とする請求項４に記載の薄膜形成装置の洗浄方法。
【請求項６】
前記被処理体に形成する薄膜がシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、または、ポリシリコン膜である、ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の薄膜形成装置の洗浄方法。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の薄膜形成装置の洗浄方法により薄膜形成装置を洗浄する洗浄工程と、
被処理体を収容する反応室内を所定の温度に昇温し、当該昇温した反応室内に処理ガスを供給して被処理体に薄膜を形成する成膜工程と、
を備える、ことを特徴とする薄膜形成方法。
【請求項８】
被処理体を収容する反応室内に処理ガスを供給して被処理体に薄膜を形成する薄膜形成装置であって、
前記反応室内を所定の温度に加熱する加熱手段と、
前記加熱手段により所定の温度に加熱された反応室内に、パーフルオロ化合物ガスと水素を含むガスとを含むクリーニングガスを供給することにより、付着物を除去して装置内部を洗浄する洗浄手段と、
を備える、ことを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項９】
被処理体を収容する反応室内に処理ガスを供給して被処理体に薄膜を形成する薄膜形成装置として機能させるプログラムであって、
コンピュータを、
前記反応室内を所定の温度に加熱する加熱手段、
前記加熱手段により所定の温度に加熱された反応室内に、パーフルオロ化合物ガスと水素を含むガスとを含むクリーニングガスを供給することにより、付着物を除去して装置内部を洗浄する洗浄手段、
として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜形成装置の洗浄方法、薄膜形成方法、薄膜形成装置及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造工程では、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）等の処理により、被処理体、例えば、半導体ウエハにシリコン酸化膜、シリコン窒化膜等の薄膜を形成する薄膜形成処理が行われている。このような薄膜形成処理では、例えば、以下のようにして半導体ウエハに薄膜が形成される。
【０００３】
まず、熱処理装置の反応管内を所定のロード温度に加熱し、複数枚の半導体ウエハを収容したウエハボートをロードする。次に、反応管内を所定の処理温度に加熱するとともに、反応管内のガスを排気し、反応管内を所定の圧力に減圧する。反応管内が所定の温度及び圧力に維持されると、反応管内に成膜用ガスを供給する。反応管内に成膜用ガスが供給されると、例えば、成膜用ガスが熱反応を起こし、熱反応により生成された反応生成物が半導体ウエハの表面に堆積して、半導体ウエハの表面に薄膜が形成される。
【０００４】
ところで、薄膜形成処理によって生成される反応生成物は、半導体ウエハの表面だけでなく、例えば、反応管の内壁や各種の治具等の熱処理装置の内部にも堆積（付着）してしまう。この反応生成物が熱処理装置内に付着した状態で薄膜形成処理を引き続き行うと、やがて、反応生成物が剥離してパーティクルを発生しやすくなる。そして、このパーティクルが半導体ウエハに付着すると、製造される半導体装置の歩留りを低下させてしまう。
【０００５】
このため、薄膜形成処理を複数回行った後、ヒータにより所定の温度に加熱した反応管内にクリーニングガス、例えば、フッ素ガスと含ハロゲン酸性ガスとの混合ガスを供給して、反応管の内壁等の熱処理装置内に付着した反応生成物を除去（ドライエッチング）する熱処理装置の洗浄方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開平３−２９３７２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、反応管内にクリーニングガスを供給すると、クリーニングガスが反応管やウエハボートなどを傷つけてしまうおそれがある。反応管が傷つくと、反応管から粉体（石英粉）が剥がれ落ち、パーティクル発生の原因になるという問題がある。また、反応管などの表面積が増大し、例えば、成膜速度（デポレート）が低下するという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、パーティクルの発生を抑制することができる薄膜形成装置の洗浄方法、薄膜形成方法、薄膜形成装置及びプログラムを提供することを目的とする。
また、本発明は、デポレートの低下を抑制することができる薄膜形成装置の洗浄方法、薄膜形成方法、薄膜形成装置及びプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の第１の観点にかかる薄膜形成装置の洗浄方法は、
薄膜形成装置の反応室内に処理ガスを供給して被処理体に薄膜を形成した後、装置内部に付着した付着物を除去する薄膜形成装置の洗浄方法であって、
前記反応室内を所定の温度に加熱する加熱工程と、
前記加熱工程により所定の温度に加熱された反応室内に、パーフルオロ化合物ガスと水素を含むガスとを含むクリーニングガスを供給することにより、前記付着物を除去して装置内部を洗浄する洗浄工程と、
を備える、ことを特徴とする。
【００１０】
前記パーフルオロ化合物ガスは、例えば、ＮＦ３、ＣＦ４、Ｃ２Ｆ６、Ｃ５Ｆ８、または、ＳＦ６であり、前記水素を含むガスは、例えば、Ｈ２、Ｈ２Ｏ、または、Ｈ２Ｏ２である。
前記加熱工程では、例えば、前記反応室内を３００℃〜５００℃に加熱する。
【００１１】
前記洗浄工程では、例えば、前記クリーニングガスを希釈ガスで希釈し、該希釈されたクリーニングガスを前記反応室内に供給する。
前記希釈ガスには、例えば、不活性ガスを用いる。
前記被処理体に形成する薄膜は、例えば、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、または、ポリシリコン膜である。
【００１２】
本発明の第２の観点にかかる薄膜形成方法は、
本発明の第１の観点にかかる薄膜形成装置の洗浄方法により薄膜形成装置を洗浄する洗浄工程と、
被処理体を収容する反応室内を所定の温度に昇温し、当該昇温した反応室内に処理ガスを供給して被処理体に薄膜を形成する成膜工程と、
を備える、ことを特徴とする。
【００１３】
本発明の第３の観点にかかる薄膜形成装置は、
被処理体を収容する反応室内に処理ガスを供給して被処理体に薄膜を形成する薄膜形成装置であって、
前記反応室内を所定の温度に加熱する加熱手段と、
前記加熱手段により所定の温度に加熱された反応室内に、パーフルオロ化合物ガスと水素を含むガスとを含むクリーニングガスを供給することにより、付着物を除去して装置内部を洗浄する洗浄手段と、
を備える、ことを特徴とする。
【００１４】
本発明の第４の観点にかかるプログラムは、
被処理体を収容する反応室内に処理ガスを供給して被処理体に薄膜を形成する薄膜形成装置として機能させるプログラムであって、
コンピュータを、
前記反応室内を所定の温度に加熱する加熱手段、
前記加熱手段により所定の温度に加熱された反応室内に、パーフルオロ化合物ガスと水素を含むガスとを含むクリーニングガスを供給することにより、付着物を除去して装置内部を洗浄する洗浄手段、
として機能させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、パーティクルの発生を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の薄膜形成装置の洗浄方法、薄膜形成方法、薄膜形成装置及びプログラムについて説明する。本実施の形態では、本発明の薄膜形成装置として、図１に示すバッチ式縦型熱処理装置１を用いた場合を例に本発明を説明する。
【００１７】
図１に示すように、熱処理装置１は、反応室を形成する反応管２を備えている。反応管２は、例えば、長手方向が垂直方向に向けられた略円筒状に形成されている。反応管２は、耐熱及び耐腐食性に優れた材料、例えば、石英により形成されている。
【００１８】
反応管２の上端には、上端側に向かって縮径するように略円錐状に形成された頂部３が設けられている。頂部３の中央には反応管２内のガスを排気するための排気口４が設けられ、排気口４には排気管５が気密に接続されている。排気管５には、図示しないバルブ、後述する真空ポンプ１２７などの圧力調整機構が設けられ、反応管２内を所望の圧力（真空度）に制御する。
【００１９】
反応管２の下方には、蓋体６が配置されている。蓋体６は、耐熱及び耐腐食性に優れた材料、例えば、石英により形成されている。また、蓋体６は、後述するボートエレベータ１２８により上下動可能に構成されている。そして、ボートエレベータ１２８により蓋体６が上昇すると、反応管２の下方側（炉口部分）が閉鎖され、ボートエレベータ１２８により蓋体６が下降すると、反応管２の下方側（炉口部分）が開口される。
【００２０】
蓋体６の上部には、保温筒７が設けられている。保温筒７は、反応管２の炉口部分からの放熱による反応管２内の温度低下を防止する抵抗発熱体からなる平面状のヒータ８と、このヒータ８を蓋体６の上面から所定の高さに支持する筒状の支持体９とから主に構成されている。
【００２１】
また、保温筒７の上方には、回転テーブル１０が設けられている。回転テーブル１０は、被処理体、例えば、半導体ウエハＷを収容するウエハボート１１を回転可能に載置する載置台として機能する。具体的には、回転テーブル１０の下部には回転支柱１２が設けられ、回転支柱１２はヒータ８の中央部を貫通して回転テーブル１０を回転させる回転機構１３に接続されている。回転機構１３は図示しないモータと、蓋体６の下面側から上面側に気密状態で貫通導入された回転軸１４を備える回転導入部１５とから主に構成されている。回転軸１４は回転テーブル１０の回転支柱１２に連結され、モータの回転力を回転支柱１２を介して回転テーブル１０に伝える。このため、回転機構１３のモータにより回転軸１４が回転すると、回転軸１４の回転力が回転支柱１２に伝えられて回転テーブル１０が回転する。
【００２２】
回転テーブル１０上には、ウエハボート１１が載置されている。ウエハボート１１は、半導体ウエハＷが垂直方向に所定の間隔をおいて複数枚収容可能に構成されている。このため、回転テーブル１０を回転させるとウエハボート１１が回転し、この回転により、ウエハボート１１内に収容された半導体ウエハＷが回転する。ウエハボート１１は、耐熱及び耐腐食性に優れた材料、例えば、石英により形成されている。
【００２３】
また、反応管２の周囲には、反応管２を取り囲むように、例えば、抵抗発熱体からなる昇温用ヒータ１６が設けられている。この昇温用ヒータ１６により反応管２の内部が所定の温度に加熱され、この結果、半導体ウエハＷが所定の温度に加熱される。
【００２４】
反応管２の下端近傍の側面には、反応管２内に処理ガス（例えば、成膜用ガス、クリーニングガス）を導入する処理ガス導入管１７が挿通されている。処理ガス導入管１７は、後述するマスフローコントローラ（ＭＦＣ）１２５を介して、図示しない処理ガス供給源に接続されている。
【００２５】
成膜用ガスとしては、半導体ウエハＷ上に形成する薄膜、例えば、シリコン窒化膜、シリコン酸化膜、ポリシリコン膜の種類に応じたガスが用いられる。例えば、半導体ウエハＷ上にシリコン窒化膜を形成する場合には、成膜用ガスとして、ヘキサクロロジシラン（ＨＣＤ：Ｓｉ２Ｃｌ６）とアンモニア（ＮＨ３）や、ジクロロシラン（ＤＣＳ：ＳｉＨ２Ｃｌ２）とアンモニアなどのガスが用いられる。
【００２６】
クリーニングガスとしては、例えば、ＮＦ３、ＣＦ４、Ｃ２Ｆ６、Ｃ５Ｆ８、ＳＦ６などのパーフルオロ化合物ガスと、水素（Ｈ２）、水（Ｈ２Ｏ）、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）などの水素を含むガスとが用いられる。
【００２７】
なお、図１では処理ガス導入管１７を一つだけ描いているが、本実施の形態では、反応管２内に導入するガスの種類に応じ、複数本の処理ガス導入管１７が挿通されている。
【００２８】
また、反応管２の下端近傍の側面には、パージガス供給管１８が挿通されている。パージガス供給管１８には、図示しないパージガス供給源が接続されており、パージガス供給源からパージガス供給管１８を介して所望量のパージガス、例えば、窒素ガスが反応管２内に供給される。
【００２９】
また、熱処理装置１は、装置各部の制御を行う制御部１００を備えている。図２に制御部１００の構成を示す。図２に示すように、制御部１００には、操作パネル１２１、温度センサ（群）１２２、圧力計（群）１２３、ヒータコントローラ１２４、ＭＦＣ制御部１２５、バルブ制御部１２６、真空ポンプ１２７、ボートエレベータ１２８等が接続されている。
【００３０】
操作パネル１２１は、表示画面と操作ボタンとを備え、オペレータの操作指示を制御部１００に伝え、また、制御部１００からの様々な情報を表示画面に表示する。
【００３１】
温度センサ（群）１２２は、反応管２内、排気管５内、処理ガス導入管１７内等の各部の温度を測定し、その測定値を制御部１００に通知する。
圧力計（群）１２３は、反応管２内、排気管５内、処理ガス導入管１７内等の各部の圧力を測定し、その測定値を制御部１００に通知する。
【００３２】
ヒータコントローラ１２４は、ヒータ８、及び、昇温用ヒータ１６を個別に制御するためのものであり、制御部１００からの指示に応答して、これらに通電してこれらを加熱し、また、これらの消費電力を個別に測定して、制御部１００に通知する。
【００３３】
ＭＦＣ制御部１２５は、処理ガス導入管１７、及び、パージガス供給管１８に設けられた図示しないマスフローコントローラ（ＭＦＣ）を制御して、これらに流れるガスの流量を制御部１００から指示された量にするとともに、実際に流れたガスの流量を測定して、制御部１００に通知する。
【００３４】
バルブ制御部１２６は、各管に配置されたバルブの開度を制御部１００から指示された値に制御する。真空ポンプ１２７は、排気管５に接続され、反応管２内のガスを排気する。
【００３５】
ボートエレベータ１２８は、蓋体６を上昇させることにより、回転テーブル１０上に載置されたウエハボート１１（半導体ウエハＷ）を反応管２内にロードし、蓋体６を下降させることにより、回転テーブル１０上に載置されたウエハボート１１（半導体ウエハＷ）を反応管２内からアンロードする。
【００３６】
制御部１００は、レシピ記憶部１１１と、ＲＯＭ１１２と、ＲＡＭ１１３と、Ｉ／Ｏポート１１４と、ＣＰＵ１１５と、これらを相互に接続するバス１１６とから構成されている。
【００３７】
レシピ記憶部１１１には、セットアップ用レシピと複数のプロセス用レシピとが記憶されている。熱処理装置１の製造当初は、セットアップ用レシピのみが格納される。セットアップ用レシピは、各熱処理装置に応じた熱モデル等を生成する際に実行されるものである。プロセス用レシピは、ユーザが実際に行う熱処理（プロセス）毎に用意されるレシピであり、例えば、反応管２への半導体ウエハＷのロードから、処理済みのウエハＷをアンロードするまでの、各部の温度の変化、反応管２内の圧力変化、処理ガスの供給の開始及び停止のタイミングと供給量などを規定する。
【００３８】
ＲＯＭ１１２は、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、ハードディスクなどから構成され、ＣＰＵ１１５の動作プログラム等を記憶する記録媒体である。
ＲＡＭ１１３は、ＣＰＵ１１５のワークエリアなどとして機能する。
【００３９】
Ｉ／Ｏポート１１４は、操作パネル１２１、温度センサ１２２、圧力計１２３、ヒータコントローラ１２４、ＭＦＣ制御部１２５、バルブ制御部１２６、真空ポンプ１２７、ボートエレベータ１２８等に接続され、データや信号の入出力を制御する。
【００４０】
ＣＰＵ（Central Processing Unit)１１５は、制御部１００の中枢を構成し、ＲＯＭ１１２に記憶された制御プログラムを実行し、操作パネル１２１からの指示に従って、レシピ記憶部１１１に記憶されているレシピ（プロセス用レシピ）に沿って、熱処理装置１の動作を制御する。すなわち、ＣＰＵ１１５は、温度センサ（群）１２２、圧力計（群）１２３、ＭＦＣ制御部１２５等に反応管２内、処理ガス導入管１７内、及び、排気管５内の各部の温度、圧力、流量等を測定させ、この測定データに基づいて、ヒータコントローラ１２４、ＭＦＣ制御部１２５、バルブ制御部１２６、真空ポンプ１２７等に制御信号等を出力し、上記各部がプロセス用レシピに従うように制御する。
バス１１６は、各部の間で情報を伝達する。
【００４１】
次に、以上のように構成された熱処理装置１の洗浄方法を含む薄膜形成方法について説明する。図３に本実施の形態の薄膜形成方法を説明するためのレシピを示す。本実施の形態では、図３に示すように、成膜用ガスにＨＣＤとアンモニアとを用いて半導体ウエハＷ上に所定厚のシリコン窒化膜を形成する（成膜処理）とともに、クリーニングガスにＮＦ３とＨ２とを用い、成膜処理により熱処理装置１の内部に付着した窒化珪素を除去する洗浄方法（洗浄処理）を例に本発明を説明する。
【００４２】
なお、以下の説明において、熱処理装置１を構成する各部の動作は、制御部１００（ＣＰＵ１１５）により制御されている。また、各処理における反応管２内の温度、圧力、ガスの流量等は、前述のように、制御部１００（ＣＰＵ１１５）がヒータコントローラ１２４（ヒータ８、昇温用ヒータ１６）、ＭＦＣ制御部１２５、バルブ制御部１２６、真空ポンプ１２７等を制御することにより、図３に示すレシピに従った条件になる。
【００４３】
まず、図３（ａ）に示すように、反応管２内を所定の温度に設定する。また、図３（ｃ）に示すように、パージガス供給管１８から反応管２内に所定量の窒素を供給し、シリコン窒化膜を形成する被処理体としての半導体ウエハＷが収容されているウエハボート１１を蓋体６上に載置する。そして、ボートエレベータ１２８により蓋体６を上昇させ、半導体ウエハＷ（ウエハボート１１）を反応管２内にロードする（ロード工程）。
【００４４】
次に、図３（ｃ）に示すように、パージガス供給管１８から反応管２内に所定量の窒素を供給するとともに、反応管２内を所定の温度、例えば、図３（ａ）に示すように、６００℃に設定する。また、反応管２内のガスを排出し、反応管２を所定の圧力、例えば、図３（ｂ）に示すように、６５．５Ｐａ（０．５Ｔｏｒｒ）に減圧する。そして、反応管２内をこの温度及び圧力で安定させる（安定化工程）。
【００４５】
反応管２内が所定の圧力および温度で安定すると、パージガス供給管１８からの窒素の供給を停止する。続いて、処理ガス導入管１７から所定量の成膜用ガスを反応管２内に導入する。本実施の形態では、例えば、図３（ｄ）に示すように、ＤＣＳを０．１リットル／ｍｉｎ供給するとともに、図３（ｅ）に示すように、ＮＨ３を１．０リットル／ｍｉｎ供給する。反応管２内に成膜用ガスが導入されると、成膜用ガスが反応管２内で加熱され、半導体ウエハＷの表面にシリコン窒化膜が形成される（成膜工程）。
【００４６】
半導体ウエハＷの表面に所定厚のシリコン窒化膜が形成されると、処理ガス導入管１７からの成膜用ガスの導入を停止する。そして、反応管２内のガスを排出するとともに、図３（ｃ）に示すように、パージガス供給管１８から所定量の窒素を供給して、反応管２内のガスを排気管５に排出する（パージ工程）。なお、反応管２内のガスを確実に排出するために、反応管２内のガスの排出及び窒素ガスの供給を複数回繰り返すことが好ましい。
【００４７】
続いて、図３（ｃ）に示すように、パージガス供給管１８から反応管２内に所定量の窒素を供給して、図３（ｂ）に示すように、反応管２内の圧力を常圧に戻す。また、図３（ａ）に示すように、反応管２内を所定の温度に設定する。そして、ボートエレベータ１２８により蓋体６を下降させることにより、半導体ウエハＷ（ウエハボート１１）を反応管２内からアンロードする（アンロード工程）。これにより、シリコン窒化膜を形成する成膜処理が終了する。
【００４８】
以上のような成膜処理を複数回行うと、成膜処理によって生成される窒化珪素が、半導体ウエハＷの表面だけでなく、反応管２内や各種の治具等にも堆積（付着）する。このため、成膜処理を所定回数行った後、熱処理装置１の内部に付着した窒化珪素を除去する熱処理装置１の洗浄方法としての洗浄処理が行われる。
【００４９】
まず、図３（ｃ）に示すように、パージガス供給管１８から反応管２内に所定量の窒素を供給した後、半導体ウエハＷが収容されていないウエハボート１１を蓋体６上に載置し、ボートエレベータ１２８により蓋体６を上昇させることにより反応管２を密封する。次に、パージガス供給管１８から反応管２内に所定量の窒素を供給するとともに、反応管２内を３００℃〜５００℃、例えば、図３（ａ）に示すように、４００℃に設定する。また、反応管２内のガスを排出し、反応管２を所定の圧力、例えば、図３（ｂ）に示すように、５３２００Ｐａ（４００Ｔｏｒｒ）に減圧する。そして、反応管２内をこの温度及び圧力で安定させる（安定化工程）。
【００５０】
反応管２内が所定の圧力および温度で安定すると、パージガス供給管１８からの窒素の供給を停止する。続いて、処理ガス導入管１７から所定量のクリーニングガスを反応管２内に導入する。本実施の形態では、例えば、図３（ｆ）、（ｇ）に示すように、ＮＦ３、および、Ｈ２を反応管２内に供給するとともに、図３（ｃ）に示すように、希釈ガスとしての所定量の窒素（Ｎ２）を反応管２内に供給する。導入されたクリーニングガスは反応管２内で加熱され、クリーニングガス中のフッ素ガスが活性化、すなわち、反応性を有するフリーな原子を多数有した状態になる。さらに、クリーニングガスには水素を含むガス（Ｈ２）が含まれているので、フッ素ガスの活性化が促進される。そして、活性化されたフッ素ガスを含むクリーニングガスが、反応管２から頂部３、排気口４を介して排気管５に供給されることにより、熱処理装置１の内部に付着した窒化珪素に接触し、窒化珪素がエッチングされる。これにより、熱処理装置１の内部に付着した窒化珪素が除去される（洗浄工程）。
【００５１】
ここで、洗浄工程での反応管２内の温度は、３００℃〜５００℃に設定することが好ましい。反応管２内の温度が５００℃より高いと、反応管２や治具等を構成する石英及びＳｉＣが劣化するおそれが生じてしまうためである。また、反応管２内の温度が３００℃より低いと、クリーニングガスが活性化されにくく、クリーニングガスにより窒化珪素がエッチングされにくくなるおそれが生じるためである。
【００５２】
また、クリーニングガスには、希釈ガスとしての窒素を含ませることが好ましい。クリーニングガスを窒素ガスで希釈することにより、洗浄処理の時間設定が容易になる。これは、クリーニングガスに窒素を含まないと反応性が高くなるので、洗浄処理の時間設定を厳格に設定しなければならず、洗浄処理の時間の設定が難しくなるためである。さらに、経済的面からもクリーニングガスを窒素で希釈することが好ましいためである。
【００５３】
熱処理装置１の内部に付着した窒化珪素が除去されると、処理ガス導入管１７からのクリーニングガスの供給を停止する。そして、反応管２内のガスを排出するとともに、図３（ｃ）に示すように、パージガス供給管１８から所定量の窒素を供給して、反応管２内のガスを排気管５に排出する（パージ工程）。なお、反応管２内のガスを確実に排出するために、反応管２内のガスの排出及び窒素ガスの供給を複数回繰り返すことが好ましい。
【００５４】
最後に、図３（ｃ）に示すように、パージガス供給管１８から所定量の窒素を供給し、反応管２内の圧力を常圧に戻す（常圧復帰工程）。そして、ボートエレベータ１２８により蓋体６を下降させ、ボートエレベータ８により蓋体７を下降させ、半導体ウエハＷが収容されたウエハボート１１を蓋体６上に載置することにより、熱処理装置１の内部に窒化珪素が付着していない状態で、半導体ウエハＷ上にシリコン窒化膜を形成する成膜処理を行うことが可能になる。
【００５５】
以上説明したように、本実施の形態によれば、クリーニングガスにＮＦ３とＨ２とを含むガスが用いているので、熱処理装置１の内部に付着した窒化珪素を除去することができる。このため、パーティクルの発生を抑制することができる。また、デポレートの低下を抑制することができる。
【００５６】
なお、本発明は、上記の実施の形態に限られず、種々の変形、応用が可能である。以下、本発明に適用可能な他の実施の形態について説明する。
【００５７】
上記実施の形態では、クリーニングガスにクリーニングガスにＮＦ３とＨ２とを含むガスを用いた場合を例に本発明を説明したが、ＮＦ３、ＣＦ４、Ｃ２Ｆ６、Ｃ５Ｆ８、ＳＦ６などのパーフルオロ化合物ガスに、水素（Ｈ２）、水（Ｈ２Ｏ）、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）などの水素を含むガスとが含まれていればよい。これらの場合にも熱処理装置１の内部に付着した窒化珪素を除去することができる。
【００５８】
本実施の形態では、熱処理装置１の内部に付着した窒化珪素を除去する場合を例に本発明を説明したが、熱処理装置１の内部に付着する付着物は窒化珪素に限定されるものではなく、例えば、酸化珪素、ポリシリコンであってもよい。また、このような付着物は、反応生成物に限定されるものではなく、反応副生成物であってもよい。
【００５９】
本実施の形態では、クリーニングガスに希釈ガスとしての窒素を含む場合を例に本発明を説明したが、クリーニングガスに希釈ガスを含まなくてもよい。ただし、希釈ガスを含ませることにより洗浄処理時間の設定が容易になることから、クリーニングガスに希釈ガスを含ませることが好ましい。希釈ガスとしては、不活性ガスであることが好ましく、窒素ガスの他に、例えば、ヘリウムガス（Ｈｅ）、ネオンガス（Ｎｅ）、アルゴンガス（Ａｒ）が適用できる。
【００６０】
本実施の形態では、反応管２内の圧力を５３２００Ｐａ（４００Ｔｏｒｒ）に設定して熱処理装置１の内部の洗浄を行った場合を例に本発明を説明したが、反応管２内の圧力は、これに限定されるものではない。また、クリーニングの頻度は、数回の成膜処理毎に行ってもよいが、例えば、１回の成膜処理毎に行ってもよい。１回の成膜処理毎にクリーニングを行うと、石英やＳｉＣ等から構成される装置内部の材料の寿命をさらに延ばすことができる。
【００６１】
上記実施の形態では、成膜用ガスにＨＣＤとアンモニアとを用い、反応管２内の温度を６００℃に設定してシリコン窒化膜を形成した場合を例に本発明を説明した。反応管２内の温度は、使用する成膜用ガスの種類に応じた範囲となるように設定することが好ましく、例えば、成膜用ガスにＤＣＳとアンモニアとを用いる場合には６００℃〜８００℃に設定することが好ましい。
【００６２】
上記実施の形態では、反応管２内を６５．５Ｐａ（０．５Ｔｏｒｒ）に設定した場合を例に本発明を説明したが、反応管２内の圧力は低圧、例えば、１．３３Ｐａ（０．０１Ｔｏｒｒ）〜１３３０Ｐａ（１０Ｔｏｒｒ）にすることが好ましく、１３．３Ｐａ（０．１Ｔｏｒｒ）〜１３３Ｐａ（１Ｔｏｒｒ）にすることがさらに好ましい。
【００６３】
上記実施の形態では、熱処理装置として、単管構造のバッチ式熱処理装置の場合を例に本発明を説明したが、例えば、反応管２が内管と外管とから構成された二重管構造のバッチ式縦型熱処理装置に本発明を適用することも可能である。また、枚葉式の熱処理装置に本発明を適用することも可能である。
【００６４】
本発明の実施の形態にかかる制御部１００は、専用のシステムによらず、通常のコンピュータシステムを用いて実現可能である。例えば、汎用コンピュータに、上述の処理を実行するためのプログラムを格納した記録媒体（フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭなど）から当該プログラムをインストールすることにより、上述の処理を実行する制御部１００を構成することができる。
【００６５】
そして、これらのプログラムを供給するための手段は任意である。上述のように所定の記録媒体を介して供給できる他、例えば、通信回線、通信ネットワーク、通信システムなどを介して供給してもよい。この場合、例えば、通信ネットワークの掲示板（ＢＢＳ）に当該プログラムを掲示し、これをネットワークを介して搬送波に重畳して提供してもよい。そして、このように提供されたプログラムを起動し、ＯＳの制御下で、他のアプリケーションプログラムと同様に実行することにより、上述の処理を実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の実施の形態の熱処理装置を示す図である。
【図２】図１の制御部の構成を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態のシリコン窒化膜の形成方法を説明するレシピを示した図である。
【符号の説明】
【００６７】
１  熱処理装置
２  反応管
３  頂部
４  排気口
５  排気管
６  蓋体
７  保温筒
８  ヒータ
９  支持体
１０  回転テーブル
１１  ウエハボート
１２  回転支柱
１３  回転機構
１４  回転軸
１５  回転導入部
１６  昇温用ヒータ
１７  処理ガス導入管
１８  パージガス供給管
１００  制御部
１１１  レシピ記憶部
１１２  ＲＯＭ
１１３  ＲＡＭ
１１４  Ｉ／Ｏポート
１１５  ＣＰＵ
１１６  バス
１２１  操作パネル
１２２  温度センサ
１２３  圧力計
１２４  ヒータコントローラ
１２５  ＭＦＣ制御部
１２６  バルブ制御部
１２７  真空ポンプ
１２８  ボートエレベータ
Ｗ  半導体ウエハ
【図１】
2010050270.tif 000003
【図２】
2010050270.tif 000004
【図３】
2010050270.tif 000005